イギリスのYouTuber、James Whomsleyは、大型のドローンを製作し、飛行させました。このドローンは円形の翼を備えており、この非常規な配置が従来の直翼よりも優れた性能を発揮できるかどうかをテストすることを目的としています。Whomsleyは、彼のProjectAirチャンネルを通じて広く知られており、子供の頃に飛ばした環形の紙飛行機を思い出しながら、この飛行機の開発に1ヶ月を費やしました。紙飛行機は子供たちに多くの楽しみを与え、このアイデアが彼をより大きなプロジェクトに挑戦させるきっかけとなりました。このプロジェクトは、12グラムのゴム動力模型から始まり、大型ドローンに発展し、数回の墜落を経て最終的に制御された飛行を成功させました。
円形翼ドローンの飛行テストが優れた性能を示す
円形翼の飛行性能は、直翼モデルを上回ります。円形翼は、従来の翼型と同じ広範な原理を利用して揚力を生成します。環形翼が攻撃角を持って空気を通過すると、その上面と下面の間に圧力差が生じ、揚力が発生します。Whomsleyはまず、2つの円形翼を備えた軽量のバルサプロトタイプを製作しました。異なる配置のテスト結果は、最も成功した配置が前方に大きな揚力環を設置し、後方に小さな安定環を設置することを示しました。その後、彼はこの2つの設計を比較するために、同じ翼面積を持つ従来のモデルを製作しました。
各飛行機の重量は約12グラムで、ゴム動力機関のために150回の巻き上げが行われました。風の強い環境では、直翼の飛行機は空中に7秒間留まり、風の影響を強く受けました。円形翼のバージョンは10秒以上飛行し、より遠くまで飛行し、バランスを失った後も自動的に調整を続けました。
「このものの安定性は驚くべきものです」と、Whomsleyはテスト中に述べました。テスト結果に刺激を受けて、Whomsleyはコンピュータ支援設計ソフトウェアでより大きなバージョンを設計しました。彼のバルサ部品はレーザーカットされ、建築キットのように組み立てられました。2つの未完成の翼フレームの重量は4.6ポンド（約2.13キログラム）です。Whomsleyはまた、長方形の機体を製作し、翼の下に強化された隔壁を設け、熱収縮フィルムで全体の構造を覆いました。無動力滑空テストでは、翼が揚力を生成できることが確認されましたが、飛行機には追加の鼻重と高い攻撃角が必要でした。
最初の動力試行は、主翼が地面に衝突し、2本のバルサフレームが破損する結果に終わりました。
Whomsleyは生き残った小型の環形翼を再利用し、モーターの位置を下げ、従来の尾翼を追加しました。しかし、2回目の発射時に、飛行機は再び下に突っ込み、残りのバルサ翼を破壊しました。3番目のバージョンでは、Whomsleyはバルサを泡とアルミパイプに置き換えました。より柔軟な翼は初めての飛行を成功させましたが、空中では伸びて変形しました。そのため、環形翼の拡張を防ぐために中央支柱が追加され、モーターは機体の剛性取り付け架に移されました。最終的な飛行機は成功裏に離陸し、場内を数分間飛行しました。
Whomsleyは、「その反応は従来のドローンに似ていますが、ロール軸でより大きな安定性を示し、風の強い環境に対処するのに役立ちます」と述べました。
バッテリーが低電量になったとき、彼は安全に飛行機を着陸させ、構造は無事でした。「これが円形翼が実用的であることを証明していると思います」と、Whomsleyは初の成功した飛行後に述べました。この実験は、円形翼がすべての状況で従来の翼よりも優れていることを確立するものではありませんが、適切に強化された環形翼の飛行機が揚力を生成し、制御性を維持し、風の影響に驚くほど適応できることを示しています。